咬合樁,因其支護(hù)形式及止水效果優(yōu)于鉆孔灌注樁,單價(jià)又較地下連續(xù)墻低廉,而廣泛用于沿海淤泥,砂層較厚的地區(qū)。但是在施工過(guò)程中也難免會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題,下面將就某一深基坑工程咬合樁的滲水問(wèn)題處理進(jìn)行分析。
某一醫(yī)院擴(kuò)建工程,為地下二層,地上十九層,場(chǎng)地現(xiàn)狀較為平整,基坑開(kāi)挖深度為9.26~9.40m?;游?、南側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí),基坑北、東側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)。本工程基坑底邊線沿地下室外墻邊線外擴(kuò)1.00 m左右,利用有限的空間進(jìn)行支護(hù)?;又荛L(zhǎng)約287米,基坑開(kāi)挖面積約4452.3平米。
場(chǎng)地原始地貌為河漫灘,經(jīng)人工回填、修筑形成現(xiàn)狀場(chǎng)地。場(chǎng)地地勢(shì)平坦,根據(jù)鉆探揭露,鉆探深度范圍內(nèi)地層自上而下可分為四大層,即第四系人工填土層(素填土,平均層厚1.62m)、第四系沖洪積層(礫砂,平均層厚9.85m)、第四系殘積層(粉質(zhì)粘土,平均層厚2.22m)、加里東期混合花崗巖風(fēng)化帶(平均層厚8.8 m)。
該場(chǎng)地位于街道繁華地段,基坑北側(cè)、東側(cè)分布多棟2層和6層建筑,距離基坑開(kāi)挖邊線最近為5.79米,南側(cè)為市政路,西側(cè)臨近河道,基坑距離河岸僅2.25米?;铀闹芊植冀o水、污水、電力等管線。
建筑物設(shè)計(jì)±0.00m相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高+3.80m,基坑西側(cè)河道水位對(duì)該場(chǎng)地地下水水位有直接的影響,勘察所有鉆孔均揭露地下水,地下水主要賦存于人工填土層、沖洪積層和混合花崗巖風(fēng)化裂隙中,地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要為該河的側(cè)向徑流補(bǔ)給及大氣降水的垂直滲入。地下水主要屬孔隙潛水及基巖裂隙水??碧狡陂g測(cè)得各鉆孔中穩(wěn)定水位埋深在1.29~1.63m之間,平均穩(wěn)定水位埋深1.46m,穩(wěn)定水位標(biāo)高在+1.26~+1.61m之間,各鉆孔中平均穩(wěn)定水位標(biāo)高+1.48 m。
本工程支護(hù)結(jié)構(gòu)采用基坑直立開(kāi)挖+Φ1.0@1.6m支護(hù)樁+一道支撐支護(hù)的基坑支護(hù)形式;基坑四周采用咬合樁做止水帷幕。咬合樁采用A/B樁兩種樁型,A樁為1.0m@1.6 m素混凝土鉆孔樁,B樁為1.0m@1.6 m配筋支護(hù)樁,樁長(zhǎng)16.7米,總樁數(shù)362根,內(nèi)設(shè)鉆孔灌注樁(立柱樁)支撐內(nèi)支撐梁,水平內(nèi)支撐梁支護(hù),豎向支撐采用Φ1000鋼管立柱樁,共設(shè)27根。
基坑支護(hù)(咬合樁)自2013年4月15日開(kāi)工,2013年6月27日完成,工程樁(沖孔灌注樁)自2013年7月30日開(kāi)工,2013年10月25日完成,基坑內(nèi)支撐梁以下土方開(kāi)挖于2013年11月17日開(kāi)工,開(kāi)挖過(guò)程發(fā)現(xiàn)基坑支護(hù)部分滲漏點(diǎn),2013年11月22日17:30基坑?xùn)|北角咬合樁A155#樁(素混凝土樁)距坑頂8.3米位置出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。采用導(dǎo)流管堵水措施進(jìn)行出水面封堵,在堵漏過(guò)程中水量逐漸增大,項(xiàng)目指揮部立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,立即停止了土方開(kāi)挖及其它施工,所有人員機(jī)械全部投入應(yīng)急狀態(tài),基坑監(jiān)測(cè)單位立即對(duì)臨近建筑物沉降情況進(jìn)行即時(shí)監(jiān)測(cè)。
首先采用第一套應(yīng)急方案,用汽車(chē)將5噸袋裝水泥運(yùn)至滲水部位,采用水泥重壓回填的方式進(jìn)行封堵。由于地下水位高于滲水口6.5米,水壓力很高,重壓回填式封堵效果不明顯。
然后采用第二套應(yīng)急方案:拉森鋼板樁+雙液注漿施工。具體操作:緊急調(diào)用三車(chē)(18)立方米水下混凝土,用挖土機(jī),在基坑外滲水部位進(jìn)行開(kāi)挖,并用混凝土回灌,同時(shí)用挖機(jī)挖斗壓入20多根鋼管,挖土機(jī)挖斗在滲水口正上方,向下反復(fù)震壓,以保證滲水口處流出的泥沙用混凝土進(jìn)行補(bǔ)充,防止出現(xiàn)孔洞,以免影響鄰近建筑物的地基安全。處理后,滲水口出水量明顯減少。為了徹底控制滲水,在基坑外側(cè)打入了止水鋼板樁,在21:20基本控制了滲水現(xiàn)象,隨后,采取了以下措施確保基坑周邊的安全:①立即對(duì)鋼板樁四周進(jìn)行注漿加固;②在滲水量穩(wěn)定、水質(zhì)變清后,對(duì)基坑內(nèi)側(cè)滲水部位采用導(dǎo)流管堵水措施;③對(duì)最靠近基坑的建筑物周邊進(jìn)行地下土洞探測(cè);④組織專(zhuān)家對(duì)最靠近基坑的建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全論證;⑤第三方監(jiān)測(cè)人員每15分鐘進(jìn)行一次觀測(cè),各單位人員通宵值班。
經(jīng)對(duì)沉降觀測(cè)的記錄和施工資料審查,對(duì)基坑及周邊建筑物現(xiàn)場(chǎng)查看后,專(zhuān)家組對(duì)該滲水問(wèn)題給出以下意見(jiàn):
(1)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理后,基坑透水塌孔處已經(jīng)穩(wěn)定,未發(fā)現(xiàn)繼續(xù)涌砂、塌陷現(xiàn)象。
(2)根據(jù)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù),相鄰建筑不均勻沉降量較小且已經(jīng)趨于穩(wěn)定狀態(tài),相鄰建筑主體框架柱及框架梁未發(fā)現(xiàn)明顯沉降裂縫。
根據(jù)以上專(zhuān)家意見(jiàn),相關(guān)責(zé)任主體認(rèn)為相鄰建筑物墻體及樓地面出現(xiàn)的裂縫尚未影響到建筑物的正常使用,建議可回遷觀察使用,在使用過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基坑及相鄰建筑物的沉降觀測(cè)。
基坑設(shè)計(jì)采用直徑1米的咬合樁做為支護(hù)樁兼止水帷幕,由鋼筋混凝土樁和素混凝土樁咬合,樁間咬合寬度為20厘米,采用C30超緩凝水下混凝土,其初凝時(shí)間不小于60小時(shí)。
出現(xiàn)滲漏的A155#樁(素混凝土樁)是施工的第一根樁,按咬合樁施工工藝,在完成第一根素樁后,向前隔一根樁完成第二根素樁,再后退在兩根素樁之間完成第一根鋼筋混凝土樁,接著再向前完成第三根素混凝土樁,之后再后退完成第二根鋼筋混凝土樁,依此向前推進(jìn)。由于咬合樁工藝的特殊性,為保證施工縫咬合良好,在第一根素樁的后面預(yù)留一根砂樁,即在第一根素樁初凝前,將第一根素樁后面的一根鋼筋混凝土樁完成樁孔成型,樁孔成型后,用砂將孔內(nèi)填滿(mǎn),拔出套管,此時(shí)第一根素樁與其后一根鋼筋混凝土樁的咬合部位已切割完成。此砂樁作為施工縫,在咬合樁閉合時(shí),再壓入套管,將砂樁內(nèi)的砂取出,下鋼筋籠,澆筑水下混凝土,從而完成咬合支護(hù)樁止水帷幕的閉合。
施工中使用了超緩凝水下混凝土,為滿(mǎn)足水下混凝土的施工要求,混凝土坍落度較大。在施工砂樁時(shí),第一根素混凝土樁的混凝土尚未初凝,具有流動(dòng)性,當(dāng)砂樁成孔完成,灌滿(mǎn)砂拔出套管時(shí),形成素混凝土與砂結(jié)合的情況。由于混凝土密度大于砂的密度,形成壓力差,特別是在樁的下部壓力差更大。當(dāng)拔出套管時(shí),素混凝土?xí)蛏皹斗较蛄鲃?dòng),使素混凝土樁的混凝土產(chǎn)生縫隙,故而形成了滲水的裂縫。土方開(kāi)挖后,即由此裂縫產(chǎn)生滲水。
根據(jù)上述原因的分析,可以采取以下方法和措施有效地避免此類(lèi)事件的發(fā)生。
1.由于液壓沉管沖抓成孔樁機(jī)體積大,如果場(chǎng)地條件允許,可用兩臺(tái)樁機(jī)配合逆方向施工,盡量避免使用砂樁。
2.當(dāng)場(chǎng)地狹小或其他原因,造成無(wú)法用兩臺(tái)樁機(jī)配合逆方向施工,避免不了砂樁的出現(xiàn)時(shí),應(yīng)注意采取以下措施:
(1)砂樁施工容易造成砂樁工藝?yán)淇p,常見(jiàn)的有分段施工時(shí)砂樁與素樁咬合形成的冷縫以及素樁砼出現(xiàn)早凝造成咬合樁不能正常咬合形成的冷縫。咬合樁完成后基坑開(kāi)挖前須對(duì)砂樁冷縫作壓漿防漏處理。咬合樁不能充分咬合,容易造成冷縫處滲漏,不利于基坑防水??刹扇〈胧孩賹?duì)砂樁與素樁咬合形成的冷縫,主要采取背后補(bǔ)打旋噴樁進(jìn)行處理。②對(duì)素樁砼出現(xiàn)早凝造成咬合樁不能正常咬合形成的冷縫,一般采取咬合樁平移或背后補(bǔ)樁,不管是平移還是背后補(bǔ)樁,在新出現(xiàn)縫隙處都應(yīng)通過(guò)補(bǔ)打旋噴樁進(jìn)行堵漏,以確保樁間的整體止水效果。
(2)嚴(yán)格控制好第一根素砼樁的混凝土坍落度和砂樁成孔時(shí)間,在施工砂樁時(shí),第一根素混凝土樁須不具有流動(dòng)性。控制方法是:在澆筑素混凝土樁時(shí)留下觀察試件,指定專(zhuān)人負(fù)責(zé)觀察試件,當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土剛好達(dá)到初凝時(shí),立即進(jìn)行砂樁成孔。
(3)可在砂樁部位采用基坑外側(cè)注漿加固的方法,加固工作完成后再進(jìn)行該部位的土方開(kāi)挖。
3.如果其它部位出現(xiàn)基坑內(nèi)滲水,立即停止基坑開(kāi)挖,并在基坑外側(cè)采用注漿加固或補(bǔ)打旋噴樁的方式進(jìn)行堵漏。
全套管咬合樁作為目前常用的基坑支護(hù)形式,具有較大的發(fā)展空間,本文通過(guò)對(duì)咬合樁素混凝土樁的滲水處理過(guò)程介紹、滲水原因分析以及經(jīng)驗(yàn)總結(jié),為了今后的施工提供參考。